Способ борьбы с пылью Советский патент 1989 года по МПК E21F5/00 

1

Изобретение относится к горной промыщленности и может быть исполь -, зовано при различных технологических процессах по добыче и переработке полезных ископаемых с целью борьбы с пьтью.

Цель изобретения - снижение расхода пены за счет замедления адсорбционного процесса на границе пыле- вые частицы - пузырьки пены.

Сущность способа заключается в следующем.

Источник пьшевыделения изолируют пеной. До вступления запыленного воздуха во взаимодействие с пеной его предварительно обрабатывают струями пара. При попадании в насы1щенньй парами воздух на поверхности пылинки в местах контакта ее микронеровностей с воздухом создаются лотг кальные пересьщ1;ения, которые приводят к конденсации влаги на отдельных участках пылинки. Сконденсированная влага растекается по поверхности пы.- , линки, образуя тонкую гидратную оболочку (гидрофильную поверхность). В дальнейшем пьтинка, смоченная в результате пребывания в пересыщенном парами воды воздухе сталкивается с пеной, изолирующей источник пьшевыде- ления от окружающего пространства. При контакте пылинки с пузырьком пены молекулы поверхностно-активного вещества (ПАВ) , находящиеся в адсорбСО СО

00

3146

цнонных слоях на поверхности пузырька, адсорбир тотся на поверхности пылинки, что приводит к локальному снижению концентрации ПАВ в жидкой пленке пены, в результате чего пузырек разрушается.

Экспериментальным путем доказано (пример конкретного выполнения), что наличие гидратной оболочки на поверхности пьтевой частицы при контакте ее с пеной значительно замедляет процесс адсорбции молекул ПАВ из жидкой пленки пены на поверхность пылинки и, таким образом, повьппает устойчивость пены, что позволяет значительно снизить ее расход.

Установлено, что расход пара, необходимый для гидрофилизации по- .верхности пыли, зависит от интенсивности пылевыделения источника q и физико-химических свойств пыли (главным из которых является ее гидрофильные свойства, дисперсный состав и удельная поверхность пыли).

Получена зависимость для определения оптимального пасхода пара:

Q. К

q, г/с.

где К - коэффициент, определяемый опытньм путем и зависящий от физико-химических свойств пыли. . .Приме р. Способ применен для борьбы с пьшью при работе проходческого комбайна Ясиноватец-2 с интенсивностью пылевыделения ,5 кг/мин

Иену для изоляции забоя подают в пространство между ограждающим щитом и установленным параллельно ему дополнительным эластичным щитом, смещенньм относительно ограждающего щита в направлении противоположном забою. Предварительно в призабойное пространство за ограждающий щит в очаг .пылеобразования от парогенератора (например, электрического) подают струи пара и гидрофилизуют поверхность пылевых частиц до контакта их на выходе из защитного пространства в зону пенной изоляции.

Количество пены, необходимое для пылеподавления при работе комбайна, определяется по известной формуле

пеиь, Ч

о(... , .

где Syj, 550-650 - удельная поверхность пыли, выд,еляю- щаяся при работе проходческих комбайнов роторного типа;

oL -х. 0,007 - удельный расход пены на единицу поверхности улавливаемой пыли.

Без гидрофилизации поверхности пьши расход пены для указанного комбайна составит Vr,(,, 6-8 м /мин.

После предварительной гидрофили- зации пьшевых частиц расход пены значительно уменьшается, поскольку при взаимодействии таких г идрофили- зованных .пьшевых частиц количество разрушаемой- пены уменьшается, т.е. уменьшается расход пены для пылеподавления при сохранении высокой эффективности пылеподавления.

При предварительной гидрофилизации поверхности пьшевых частиц.вели- чина oiy снижается в 3-5 раз. Таким образом расход пены при предварительной гидрофилизации составляет V пены . Расход пара для . . предварительной гидрофилизации по-.- . верхности пылинок составляет

0 q . К 0,9 - 1,2 г/с.

35

Для проведения эксперимента по определению влияния предварительной гидрофилизации поверхности пьти на устойчивость пены собрана установка, состоящая из вертикального трубопрот вода 270 10 м, на верху которого

40 размещен короб с перфорированным дном, размер ячеек составлял 70 мкм, а перфорированная часть совмещена с отверстием трубопровода над этим коробом, с помощью сита (размер

45 ячеек также 70 мкм) просевают навеску пьши. В результате этого получают свободнопадающий пылевой поток, распределенный по всему сечению трубопровода. Напротив нижнего отверстия

CQ трубопровода устанавливается стеклянная труба диаметром D 0,3 м, в которой методом продувки воздуха через пористую перегородку получают пену кратностью К 300 в из однопроцентt-c ного водного раствора пенообразова- тедя Углепен (ПО-12). Для эксперимента используют угольную пыль марки А, которая является наиболее гидрофобной. Удельная поверхность пьши

450-500 . составляет 3

51Д

Навеска пыли г, время просеивания 10 с. Объем разрушившейся пены от ее взаимолействия с пылью определяется из выражения

ГВ2 п

&V

-uh, м ,

619936

Таким образом, для угольной пыли марки А коэффициент расхода К составляет К 0,1. При дальнейшем увеличении расхода пара в первоначальный период расход пара не изменяется: затем наступают физические процессы конденсационного укрупления пыли, что снижает расход пены.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - снижение расхода пе«- ны за счет замедления адсорбционного процесса на границе пылевые частицы - пузырьки пены. Для этого до взаимодействия запыленного воздлтса .с пеной в очаг пьшеобразования предварительно подают струи пара. При этом на поверхности пылевых частиц в местах контакта ее микронеровностей образуются локальные пересыщения. Последние приводят к конденсации влаги, которая растекается по поверхности пылинок с образованием гидрофильной поверхности. При контакте таких пьшинок с пеной замедляется процесс адсорбции, что повышает устойчивость пены и ее расход. При этом расход пара определяют из следующего математического выражения: Q К q, где К - коэффи-. циент пара, зависящий от физико-химических свойств пыли;, q - интенсивность пьшевьщеления, г/с. 1 з.п. ф-лы,, 1 табл. СЛ

где uh - высота разрушившегося

столба пены.

Измерение объема разрушившейся пены производят при нанесении на ее поверхность одной только пыли, а также при нанесении пыли и введении в поток падающей пьши спутного потока пара. Каджый опыт дублируют три

раза.

Усредненные результаты приведены

в таблице.

Удельный объем раз- рушивщейся пены при ее взаимодействии с пылью, л/г

2,4 2,0 1,2 0,5 0,5 0,5 0,3 0,2

10

Формула изобретения

воздушно-механической пены дня его изоляции, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода пены за счет замедления адсорбци- онного процесса на границе пылевые

частицы - пузырьки пены, перед подачей пены в очаг пылеобразования подают струи пара и гидрофилизуют поверхность пылевых частиц.

определяют из математического выражения

. Qn К q, г/с,

где К - коэффициент расхода пара, зависящий от физико-химических свойств пыли и определяемый экспериментально; q - интенсивность пылевыде- ления, г/с.